甲醇蒸汽重整制氢催化剂的研究进展(下)

甲醇作为氢能载体,利用蒸汽重整反应能够产生富氢气体,可以满足工业、燃料电池等对氢气的需求.综述了近几年重整反应中主要催化剂的研究进展,阐述了催化剂制备方法、助剂和载体等对催化剂活性和稳定性的影响,并归纳了重整反应在Cu基和Pd基催化剂上的反应机理以及催化剂的失活原因,对各自的优势和不足进行了分析.最后提出系统研究催化剂...     

甲醇蒸汽重整制氢催化剂的研究进展(上)

甲醇作为氢能载体,利用蒸汽重整反应能够产生富氢气体,可以满足工业、燃料电池等对氢气的需求.综述了近几年重整反应中主要催化剂的研究进展,阐述了催化剂制备方法、助剂和载体等对催化剂活性和稳定性的影响,并归纳了重整反应在Cu基和Pd基催化剂上的反应机理以及催化剂的失活原因,对各自的优势和不足进行了分析.最后提出系统研究催化剂...     

CO_2催化加氢制备甲醇的研究进展

CO_2催化加氢合成甲醇是实现CO_2有效利用的理想途径之一,而高效催化剂是提高反应转化率和选择性的关键所在。概述了CO_2加氢合成甲醇的反应历程和催化作用机理,讨论了催化活性中心Cu粒子的价态、晶面结构和组分对催化性能的影响,总结了ZnO的作用及形貌的影响,归纳了CO_2加氢制甲醇催化剂载体和助剂的作用,比较了各种催化剂制备方法的优缺点。     

Cu-RE-Al_2O_3催化剂上CO_2加氢制甲醇

采用共沉淀法制备了稀土元素(RE=Y,La,Ce,Dy或Ho)掺杂的Cu基催化剂Cu-RE-Al2O3(简称CREA),考察了催化剂在CO2加氢制甲醇反应中的催化性能和水热稳定性,并在Cu-La-Al2O3(CLA)催化剂上,考察了反应温度和原料空速对反应的影响;采用XRD、N2O分解、H2-TPR、CO2-TPD、Raman光谱等方法分析了催化剂的"构效关系"。实验结果表明,在CREA催化剂中,CLA催化剂具有较高的CO2转化率、甲醇选择性和水热稳定性;CLA催化剂上CO2加氢制甲醇的最佳反应温度为240℃;原料空速的增加导致CO2转化率和甲醇选择性均下降;还原后CREA催化剂上Cu比表面积越大、吸附CO2碱性位数量越多,催化剂的活性越高;CREA催化剂中Cu O晶格畸变和无序程度越高,催化剂的甲醇选择性越高。     

硫氯共存对甲醇催化剂失活的影响

采用电子能谱仪、X光衍射仪、BET吸附仪等大型物化仪器,对硫氯共存时甲醇催化剂中毒失活情况进行研究和剖析,结果表明：硫、氯共存时甲醇催化剂的中毒与只有硫存在时甲醇催化剂的中毒不同,主要表现在几个方面：(1)只有硫存在时,甲醇催化剂硫中毒失活的主要原因是在催化剂外表面一定的径向深度内生成了ZnS,中毒区域在催化床层的上层,具有明显的分层现象;(2)硫氯共存时,硫使甲醇催化剂的中毒仍表现在催化剂外表面的一定深度内生成ZnS,但由于氯中毒的作用,使催化剂产生“低温烧结”现象,烧结后的催化剂抗硫能力大大减小,催化剂的硫容也相应减少,因而硫可能从催化床层的上层向中层或下层移动,导致催化剂硫中毒的分层现象减弱或消失;(3)氯中毒的主要原因是由于在催化剂上生成ZnCl2和CuCl2,ZnCl2和少量CuCl2在催化剂表面流动,并与Cu和Zn0发生置换反应,破坏催化剂的稳定结构,晶粒长大,发生氯中毒的“低温烧结”现象;(4)氯中毒不具有分层现象,同时在催化剂表面的径向分布与硫中毒明显不同。     

一步法合成二甲醚催化剂失活的研究进展

综述了一步法合成二甲醚催化剂的失活原因及解决方法。复合催化剂中任一组分的失活都会造成整个催化剂的失活。Cu基合成甲醇催化剂的毒物主要为S,C l,Fe,N i等,净化原料气,控制原料气中S和C l的含量,采用不锈钢设备可延缓催化剂中毒;活性组分烧结是复合催化剂失活的重要原因,通过控制反应温度、导出反应生成的水及改进催化剂制备方法可提高催化剂的稳定性;活性组分的迁移、流失、积碳等也是催化剂失活的原因。甲醇脱水催化剂的失活主要由积碳及结构破坏造成,通过改性提高催化剂的抗积碳和抗水性能可以延长催化剂的使用寿命。     

费托合成钴基催化剂研究进展

综述了费托合成钴基催化剂及其失活原因的研究进展,阐述了催化剂的活性组分、载体、催化助剂等对反应活性和产物选择性的影响,分析了钴基催化剂失活原因,认为中毒、钴晶粒烧结、碳效应、钴再氧化、钴—载体形成化合物、机械磨损都会不同程度造成催化剂失活。     

CO_2加氢合成甲醇铜基催化剂的还原研究

本文探讨了三种还原法（H2还原法、KBH4还原法、乙醇还原法）对CO2加氢合成甲醇Cu／ZnO催化剂结构及CO2加氢合成甲醇活性的影响。实验结果表明：催化剂经KBH4还原后,部分铜物种被还原成金属铜,同时带入了K ,对CO2加氢合成甲醇反应影响很大;催化剂经高压釜乙醇处理后,铜物种全部被还原成金属铜,且晶粒很大,在ZnO上分散性差,对CO2加氢合成甲醇反应影响很大;催化剂经3％H2＋N2还原后,铜在ZnO上分散性较好,有利于CO2加氢合成甲醇反应。     

基于层叠式多孔金属纤维烧结板载体结构甲醇重整微反应器性能研究

以多孔金属纤维烧结板作为催化剂载体,设计与构造一种新型层叠式柱形甲醇水蒸气重整制氢微反应器。多孔金属纤维烧结板是以多齿切削法加工的金属纤维（铜纤维和铝纤维）为原料,结合固相烧结工艺制造形成。采用两层浸渍的方法将Cu/Zn/Al/Zr四元体系催化剂负载在金属纤维烧结板上。结合SEM观察结果,在分析微观形貌的基础上,利用超声波振动方法对比了不同类型纤维烧结板的催化剂负载性能。通过改变反应空速与反应温度的方法,重点研究金属纤维的材质、孔隙率、梯度孔隙结构对甲醇水蒸气重整制氢反应性能的影响规律。研究结果表明以铜纤维烧结板展现出比铝纤维烧结板的较好催化剂负载强度。以铜纤维烧结板为载体的制氢微反应器,在相同孔隙率与梯度孔隙结构的条件下,甲醇转化率及产氢速率要明显高于铝纤维烧结板。选择孔隙率为90%×80%×70%梯度孔隙结构的制氢微反应器,由于具有较好的流体分布特性与传热传质效果,表现出更佳的制氢性能。     

低温高活性甲醇水蒸气重整制氢催化剂的研究

研究了Cu/La2 O3 /ZrO2 基催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的反应活性、选择性及其还原行为 ,并考察了反应条件 (温度、水醇比、液体空速 )对活性和选择性的影响。结果表明 :Cu/La2 O3 /ZrO2 基催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应过程中显示出较好的反应活性和高的选择性。在常压、反应温度 190～ 2 40℃、液体空速为 1 0～ 3 0h-1和水醇摩比为 1～ 3 0的反应条件下 ,甲醇转化率随着反应温度的升高而增大 ,重整产物中CO含量有所增加 ;提高水醇比有利于提高甲醇转化率 ,同时可降低重整产物中CO含量 ;甲醇转化率随着液体空速的增加有所降低 ,而重整产物中CO含量也有所降低。在Cu/La2 O3 /ZrO2 基催化剂上 ,甲醇重整反应和水 汽变换反应有可能同时进行